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再生可能エネルギーで地球にやさしい家づくり

再生可能エネルギーとは

二酸化炭素(CO2)など温室効果ガスがもたらす地球温暖化への対策が大きく関心を集める中、エネルギーの安定供給を図るために、太陽光、風力、地熱など自然界に存在し、永続的な利用が見込めるエネルギーが注目されています。

かなり知られるようになった「太陽光エネルギー」がその代表格です。

・資源が枯渇せず、繰り返し使える

・自然界で常に存在する

・発電時にCO2を排出しない

上記3つの条件にあてはまるものが再生可能エネルギーと呼ばれています。

 

太陽光発電

太陽光を太陽電池パネルで電気エネルギーに変え、家庭用の電気として利用するシステムです。電力会社とつながった「連携タイプ」と電力会社から切り離された「独立タイプ」があります。

 

代表格である太陽光エネルギーをはじめ、水力、風力、地熱、バイオマスなど、自然界に無限にあるエネルギーや、これまで捨てられていた資源など、繰り返しずっと使える再生可能エネルギーですが、太陽光エネルギー以外のものに注目してみましょう。

太陽光以外の再生可能エネルギー

風力発電

風速にして8~12m/秒の風が常時必要なので、装置があればどこでも発電できるわけではありません。10m/秒の風で発電量は70~80Wと、発電効果はそれほど高くなく、家庭用では、門灯や庭園灯、補助電源くらいの使用と考えましょう。

 

地熱利用

大掛かりな地熱発電以外に、年間を通して一定な地中の温度を利用した冷暖房の補助設備もあります。外気を地中に埋めたパイプにいったん通して室内に取り込みます。夏は地中で冷えた外気を、冬は地中で暖まった外気を室内に取り込むので、冷暖房の効率が上がります。

 

バイオマス発電

バイオマスとは、薪(木材)などのように古来から利用されてきた、地球上のCO2をそれほど増やさない(カーボンニュートラル)生物資源のことです。木材のほか紙や生ごみ、動物の死骸や糞尿、海草、プランクトンなどの有機物があります。薪ストーブやペレットストーブが代表例です。発電には直に燃やすほか、ゴミや生物資源の発酵により生じるメタンガスなどを利用します。

環境負荷の少ない安定供給資源として期待されるバイオマスエネルギーは、動植物などから生まれた生物資源の総称です。間伐材などの「木質バイオマス」、菜種、パームヤシ、藻などの「エネルギー作物」、家畜糞尿などの「畜産廃棄物」、生ごみ、下水汚泥などの「生物資源由来の廃棄物」、竹、カニなどの「その他」に大きく分けられます。特に注目されているのが、微細菌類の光合成で生成される炭化水素やオイルなどの「藻類のバイオマス」です。通常の植物の10倍の早さで光合成をするため、生産効率が高いのが特徴です。

 

 

光合成をする外装パネル

2013年3月、藻のファザード(建物の正面をなす外観)・システムを採用した集合住宅が、ドイツのハンブルクに完成しました。ガラス4枚による3層構造の新開発の外装パネルの中央部に水と藻が納まっています。光合成で成長する藻は定期的にバイオガスに変換され、太陽熱による熱エネルギーとともに回収・活用されます。熱エネルギーは温水や暖房に利用し、余剰分は蓄熱します。このシステムでは、太陽光からバイオマスエネルギーへの変換効率が10%、太陽光から熱エネルギーへの変換効率は38%といいます。まだ実験段階であるが、今後の発展が期待されます。


ドイツ・ハンブルグのInternational Building Exhibitionに出展された「藻」を使ったソーラー・リーフ・ファザードのシステムを利用したBIQハウス。(2013年)
(写真:Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH)

 

温度差エネルギーを地域単位で利用する

「温度差エネルギー」とは、大気と河川水などの温度差や工場などの排熱のエネルギーのことです。ヒートポンプや熱交換器によって冷暖房などに利用できます。熱源とエネルギー消費地が近く、新しい都市型エネルギーとして注目されています。

東京都のJR水道橋駅に隣接する商業地域に冷暖房用の熱を供給する「後楽一丁目地区熱供給システム」は、未処理下水を熱源に利用した国内初のケースでした。また、東京都の六本木ヒルズのように、発電とともに発生した熱も利用する大規模ガス「コジェネレーション」システムを備え、非常用燃料も備蓄した地域冷暖房システムを稼働しているケースもあります。

 

 

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